지난 회에서 Closed-Loop control의 대표적인 예의 하나인 연료량제어에 대한 기본을 설명하였습니다. 이제 조금 더 자세히 들어가 보겠습니다. 지난 회에서도 언급하였듯이 연료량제어장치를 통하여 조절되는 공기와 연료의 혼합비는 이론공연비를 평균값으로 하여 일정한 변동폭을 가지고 제어됩니다. 즉, 제어되는 공연비는 일정폭만큼 증가하여 Lean해지거나,일정폭만큼 감소하여 rich해집니다. 이때 공연비의 증가 또는 감소는 산소센서의 출력전압에 의해서 결정됩니다. 산소센서의 출력전압이 Lean한 혼합기를 나타내면 연료량제어기는 연료량을 증가시키고,산소센서의 출력전압이 Rich한 혼합기를 나타내면 연료량제어기는 연료량을 감소시킵니다.
산소센서의 출력신호와 연료량제어기의 신호와의 관계를 표현한 그림을 아래에 보입니다.
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연료량제어기가 연료량을 변동시키면,변동된 연료량의 결과가 산소센서에 의해 검출되기까지에는 시간지연이 있습니다. 연료가 공기와 혼합되어 연소실에서 연소된 후에 배기관에 위치한 산소센서까지 도달 하는데에는 시간이 소요하기 때문입니다. 이 물리적 지연시간(Delay Time)은 연료량제어의 중요한 인자가 됩니다. 위의 그림에서도 이 지연시간(T1)을 확인할 수 있습니다. 또한, 배기가스의 배출을 줄이기 위하여 연료제어기에 의한 제어공연비를 별도로 설정하는 경우가 있는데, 이 경우에 산소센서 신호의 출력처리를 제어적으로 지연시킵니다. 그림에서 T2는 이 제어적 지연시간을 말합니다.
엔진의 회전수가 높아지면 엔진의 1사이클당 소요시간도 짧아지고 연소가스가 배기관을 통과하는데에 걸리는 시간도 짧아지기 때문에 T1 지연시간이 짧아집니다. 그래서 엔진회전수가 높으면 훨씬 큰 주파수를 가지고 Lean과 Rich사이를 변동하는 산소센서의 출력신호를 보실 수 있습니다
